JP4593249B2 - 回路遮断器 - Google Patents

Description

この発明は回路遮断器に関し，特に，その接点装置をの小型化することができる回路遮断器の構造に関するものである。

図１０は従来の回路遮断器の側断面図であり，回路遮断器が閉極状態を示す。図１１は，図１０の回路遮断器が開極状態であるときを示す側断面図である。図１２は，図１０の回路遮断器の接点周辺の構造を示す斜視図である。

図１０〜図１２において，１はカバー，２は基台であり，いずれも合成樹脂で形成され，回路遮断器の絶縁筐体（器体）を構成している。３はハンドルであり，該器体の外部から開閉機構に作用し回路遮断器の接点装置の開極もしくは閉極をおこなう。４は基台２に固定された固定接触子であり，固定接点６が固着されている。７は可動接触子であり，固定接点６に対向して接離する可動接点８が固着されている。

９は接点ばねであり，基台２の凹部２ａと可動接触子７間に装着され，可動接触子７を固定接触子４から開離する方向に付勢する。１０は絶縁材で形成されたクロスバーであり，図１２に示すように可動接触子７を脱落防止して組み付けてあり，基台２に設けられた溝２ｂ内を可動接点８が固定接点６に対向して接離する方向に摺動する。なお，固定接点６と，可動接触子７と，可動接点８と，クロスバー１０により接点装置が構成されている。

１１はリンクであり，一端部はハンドル３にリンク軸１２で軸支され，他端部はローラ軸１３を軸支する。ローラ軸１３はクロスバー１０のローラ当接部１０ｄと接離自在に当接する。１４は爪片であり，ハンドル３の回転軸１５に一端部を軸支され，かつ爪片先端部１４ａがローラ軸１３に当接する。１６は作動板であり，軸１７で回転自在に軸支され，一端部は前記爪片先端部１４ａに当接する。なおハンドル３と，リンク１１と，リンク軸１２と，ローラ軸１３と，爪片１４とにより開閉機構が構成されている。１９は電磁石装置であり，可動鉄片２０を有する。図１０に示す状態においては，ハンドルはＯＮ位置にある。

クロスバー１０は，図１２に詳細構造を示すように，絶縁材で形成され，可動接触子７の脱落を防止し保持するための略四角状の貫通孔１０ａと，可動接触子７の抜けを防止し回動自在に保持する突起１０ｂが複数形成され，全極に併設されたそれぞれの可動接触子７の略中央部を可動軸受け７ａで突起１０ｂに係支している。なお，クロスバー１０は基台２に形成された溝部２ｂ内を可動接点８が固定接点６に対向して接離する方向，すなわち図１０において上下方向に摺動する。

８０は消弧装置であり，略コの字形をしたグリッド８１が複数と，グリッドを一定間隔に保持する絶縁壁８２とにより構成される。消弧装置８０は，固定接点６と可動接点８を，グリッド８１のコの字が取り囲むように配置される。

この回路遮断器においては，接点が閉極状態になっている図１０において，ハンドル３をＯＦＦ方向（時計方向）に倒せば，ハンドル３とリンク１１とリンク軸１２とローラ軸１３で構成されるリンク機構がくの字状に屈曲され，クロスバー１０は接点ばね９の付勢力により可動接触子７と共に図１０において上方向に押し上げられ，可動接点８が固定接点６から開離され，図１１に示す開極状態となる。

図１０に示す閉極状態で回路に異常電流が流れると，電磁石部１９により可動鉄片２０が固定鉄心２１に吸引され，可動鉄片２０の作動部２０ａが作動板１６の作動部１８を蹴ることにより，作動板１６が軸１７を中心に反時計方向に回動し，作動板１６と爪片１４との係合が外れ，ローラ軸１３はクロスバー１０のローラ当接部１０ｄから外れる。クロスバー１０は，接点ばね９の付勢力により可動接触子７とともに接点開離方向に押し上げられ，可動接点８が固定接点６から開離され，図１１に示すようにハンドル３およびリンク機構はＯＦＦ状態の位置になり自動引き外しを完了する。

なお，OFF・TRIP動作において発生したアークは，消弧装置８０により，速やかに消弧される。
特開２００２−１１００１９号 （第９図）

しかしながら，上記のような従来の回路遮断器は，器体内にクロスバーと接点を別々に配置するスペースが必要となり各々の配置スペースが必要となることから，接点装置の小型化は困難であり，器体の小型化を図る場合の妨げとなるという課題があった。

このような課題に鑑み，本件の発明の目的とするところは，接点装置の小型化ができ，ひいては器体の小型化をすることができる回路遮断器を得ることである。

上述の目的を達成するために，本発明の請求項１では，カバーと基台からなる器体と，該器体から操作部が突出するハンドルと，該ハンドルの回動操作により，前記器体内に収容された少なくとも固定接点が固着された固定接触子と可動接点が固着された可動接触子と複数の該可動接触子を同時に開閉可能なように保持するクロスバーとからなる接点装置部と，該接点装置部に作用し該接点装置を開極もしくは閉極駆動する開閉機構と，前記可動接触子及び固定接触子に過電流が流れると動作するとともに前記開閉機構に作用し前記接点装置を開極する引外し機構と，を備えた多極回路遮断器において，前記クロスバーは，前記可動接触子を該クロスバーと連動して一体に動作するよう保持するともに，前記可動接点の移動軌跡上または移動軌跡の延長上に配置され，さらに，前記接点装置が開極状態から閉極状態に動作する場合，可動接点と固定接点とが接触するとともに，前記可動接点と前記固定接点は摺動するよう，クロスバーには可動接触子を嵌合保持する嵌合保持部を設け，該嵌合保持部にはクロスバーが接点装置閉極方向に移動する場合に，可動接点が該接点装置閉極方向と直交する方向に移動するよう傾斜状のガイド部を設けて構成したことを特徴として回路遮断器を提供したものである。

これにより開閉機構の開閉動作において，クロスバーの移動軌跡の範囲内もしくは移動軌跡の延長上に可動接点を配置できるため，接点とクロスバーをほぼ同一の空間に配置でき，接点装置の小型化を行うことができ，ひいては器体の小型化ができる。また，可動接点または固定接点の表面に酸化膜があったり，可動接点と固定接点の間に微小な異物が挟まった場合の閉極においても，可動接点と固定接点とが摺動動作することにより回路遮断器の開閉動作に伴って前記酸化膜や異物の除去を行うことができ，可動接点と固定接点が導通不良となることを防止でき，接点の接触信頼性の向上が行える。

また請求項２では，カバーと基台からなる器体と，該器体から操作部が突出するハンドルと，該ハンドルの回動操作により，前記器体内に収容された少なくとも固定接点が固着された固定接触子と可動接点が固着された可動接触子と複数の該可動接触子を同時に開閉可能なように保持するクロスバーとからなる接点装置部と，該接点装置部に作用し該接点装置を開極もしくは閉極駆動する開閉機構と，前記可動接触子及び固定接触子に過電流が流れると動作するとともに前記開閉機構に作用し前記接点装置を開極する引外し機構と，前記可動接触子を取り囲むように配置されて開極時のアークを消弧するための消弧装置と，を備えた多極回路遮断器において，前記クロスバーは，前記可動接触子を該クロスバーと連動して一体に動作するよう保持するともに，前記可動接点の移動軌跡上または移動軌跡の延長上に配置され，さらに，前記接点装置が開極状態から閉極状態に動作する場合，可動接点と固定接点とが接触するとともに，前記可動接点と前記固定接点は摺動するよう，クロスバーには可動接触子を嵌合保持する嵌合保持部を設け，該嵌合保持部にはクロスバーが接点装置閉極方向に移動する場合に，可動接点が該接点装置閉極方向と直交する方向に移動するよう傾斜状のガイド部を設けて構成したことを特徴として請求項１記載の回路遮断器を提供したものである。

これにより短絡遮断容量の拡大を行うことができ，電流遮断性能を低下させることなく，器体の小型化ができる。また，可動接点または固定接点の表面に酸化膜があったり，可動接点と固定接点の間に微小な異物が挟まった場合の閉極においても，可動接点と固定接点とが摺動動作することにより回路遮断器の開閉動作に伴って前記酸化膜や異物の除去を行うことができ，可動接点と固定接点が導通不良となることを防止でき，接点の接触信頼性の向上が行える。

本発明によれば，接点装置を小型化できるような構成とし，また該可動接触子の周りには消弧装置を備え，さらには接点間の異物等を回路遮断器の開閉動作に伴って除去できるような構成としているため，消弧性能を低下することなく，接点の接触信頼性を向上できるとともに，接点装置の小型化ができ，ひいては器体の小型化をすることができる回路遮断器を提供することができる。

以下，この発明の実施例について図を参照しながら説明する。図１は回路遮断器の外観斜視図，図２は回路遮断器が閉極状態を示す内部側断面図，図３は，図２の回路遮断器が開極状態であるときを示す側断面図である。図４は，図２の回路遮断器のクロスバーを基台へ組込む状態を示す斜視図である。図５は，図２の回路遮断器の接点周辺の構造を示す斜視図である。図６は，図２の回路遮断器（閉極状態）のクロスバーの外壁をカットし，収容部を露望させた状態の斜視図である。図７は，図６の斜視図を別の角度から見た斜視図である。図８は，図３の回路遮断器（開極状態）のクロスバーの外壁をカットし，収容部を露望させた状態の斜視図である。図９は，図８の斜視図を別の角度から見た斜視図である。

図１〜図９において１〜６，１１〜２１は上記従来装置と同様なものであり，その説明を省略する。５０はクロスバーであり，図５に示すように，絶縁材で形成される。
可動接触子６０には可動接点６１が固着され，接点ばね６２とともにクロスバー５０の外壁５０ｊで仕切られた収容部５０ｃに収容される。接点ばねは一端がクロスバー５０のばね受け部５０ｆを押圧し，他端が可動接触子６０を押圧する。なお，接点ばね６２は可動接点と略同一中心上に配置される。

図８および図９に示すように，可動接触子６０は，第一の受かり部６０ａがクロスバー５０の第一の嵌合保持部５０ａに，第二の受かり部６０ｂがクロスバー５０の第二の嵌合保持部５０ｂに，それぞれ脱落防止されるように保持される。また，クロスバー５０から可動接触子６０が接点ばね６２の押圧方向と略垂直の方向へ抜けないよう，クロスバー５０の突起５０ｄが第一の受かり部６０ａを，クロスバー５０の嵌合保持部５０ｂに設けられた溝部５０ｅが第二の受かり部６０ｂを，それぞれ移動規制する。

このように，突起５０ｄには第一の斜面５０ｇが形成され，溝部５０ｅには第一の斜面５０ｇと同じ方向の傾きを持つ第二の斜面５０ｈが形成されている。
また，クロスバー５０と可動接触子６０と可動接点６１と固定接点６により接点装置６３が構成される。

５０ｉはローラ軸１３が当接するローラ当接部である。図４に示すように，２ｆは開離ばね６４とクロスバー５０の極間絶縁壁５０ｋを収容する極間絶縁溝であり，クロスバー５０は極間絶縁溝２ｆ内を可動接点６１が固定接点６に対向して接離する方向，すなわち図２において上下方向に摺動する。なお，開離ばね６４は極間絶縁壁５０ｋを，接点装置６３が開極する方向へ付勢する。

８０は消弧装置であり，略コの字形をしたグリッド８１が複数と，グリッドを一定間隔に保持する絶縁壁８２とにより構成される。消弧装置８０は，接点装置６３を，グリッド８１のコの字が取り囲むように配置される。
なお，消弧装置は，アークの接触により消弧性のガスを放出するような絶縁材料により構成されても良い。（図示せず）

この回路遮断器においては，接点が閉極状態になっている図２において，ハンドル３をＯＦＦ方向（時計方向）に倒せば，ハンドル３とリンク１１とリンク軸１２とローラ軸１３で構成されるリンク機構がくの字状に屈曲され，クロスバー５０は開離ばね６４の付勢力により可動接触子６０と共に図２において上方向に押し上げられ，可動接点６１が固定接点６から開離され，図３に示す開極状態となる。

図２に示す閉極状態で回路に異常電流が流れると，電磁石部１９により可動鉄片２０が固定鉄心２１に吸引され，可動鉄片２０の作動部２０ａが作動板１６の作動部１８を蹴ることにより，作動板１６が軸１７を中心に反時計方向に回動し，作動板１６と爪片１４との係合が外れ，ローラ軸１３はクロスバー５０のローラ当接部５０ｉから外れる。クロスバー５０は，開離ばね６４の付勢力により可動接触子６０とともに接点開離方向に押し上げられ，可動接点６１が固定接点６から開離され，図３に示すようにハンドル３およびリンク機構はＯＦＦ状態の位置になり自動引き外し（TRIP）を完了する。

なお，OFF・TRIP動作において発生したアークは，接点装置６３の周囲に配置された消弧装置８０により，速やかに消弧される。

図８および図９に示すように，可動接点６１と固定接点６が接触していない状態において，可動接触子６０は，接点ばね６２により固定接点６に近づく方向つまり図面下方向に付勢され，可動接触子６０の第一の受かり部６０ａがクロスバー５０の第一の保持部５０ａに，第二の受かり部６０ｂがクロスバー５０の第二の保持部５０ｂに，それぞれ保持される。さらに，突起５０ｄと溝部５０ｅと外壁５０ｊが，第一の受かり部６０ａと第二の受かり部６０ｂの接点ばね６２の付勢方向と略垂直方向への移動を規制するため，可動接触子６０が収容部５０ｃから脱落することがない。

次に回路遮断器の開閉時の動作について説明を行う。回路遮断器をOFFからONにする動作において，開閉機構の作用にともないクロスバー５０と可動接触子６０は閉極する方向へ移動するが，可動接点６１と固定接点６が接触してから，閉極動作が完了するまでのオーバートラベルの間は，可動接触子６０は固定接点６により閉極方向つまり図面下方向への動きを止められるが，クロスバー５０は図面下方向への移動を続ける。

このオーバートラベルの動作においては，図６および図７に示すように，可動接触子６０が接点ばね６２の付勢力に抗して収容部５０ｃの図面上方向へ入り込むとともに，可動接触子６０の第二の受かり部６０ｂは，クロスバー５０の第二の斜面５０ｈに当接する。このとき第二の斜面５０ｈは，第二の受かり部６０ｂに対し，くさびを打つような作用を与え，可動接触子６０は図面右方向へと移動するため，可動接点６１と固定接点６は摺動する。

したがって，可動接点６１または固定接点６の表面に酸化膜があったり，可動接点６１と固定接点６の間に微小な異物が挟まった場合の閉極においても，可動接点６１と固定接点６が導通不良となることはない。

なお，ONからOFFになるときには，第一の受かり部６０ａが第一の斜面５０ｇを滑り動くことで，可動接触子６０は所定の位置へ戻されるため，何度開閉してもほぼ同量の摺動が得られる。
また，摺動量は第二の斜面５０ｈの傾斜角を変えることで調整できる。

以上のように本発明によれば，消弧性能を低下することなく，接点の接触信頼性を向上できるとともに，接点装置の小型化ができ，ひいては器体の小型化をすることができる回路遮断器を提供することができる。

本件の発明の実施例として３極の回路遮断器の例を示したが，１極や２極の回路遮断器においても，消弧性能を低下することなく，接点の接触信頼性を向上できるとともに，接点装置の小型化ができ，ひいては器体の小型化をすることができる回路遮断器を提供することができる可能性がある。

回路遮断器の外観図。 本件発明の回路遮断器が接点閉状態である構造図。 本件発明の回路遮断器が接点開状態である構造図。 本件発明の回路遮断器のクロスバーを基台へ組込む状態を示す斜視図。 本件発明の回路遮断器の接点周辺の構造を示す斜視図 本件発明の回路遮断器が接点閉状態での収容部の詳細斜視図。 図６を別の角度から見た斜視図。 本件発明の回路遮断器が接点開状態での収容部の詳細斜視図。 図８を別の角度から見た斜視図。 従来の回路遮断器が接点閉状態である構造図。 従来の回路遮断器が接点開状態である構造図。 従来の回路遮断器の接点周辺の構造を示す斜視図。

符号の説明

１ カバー
２ 基台
２ｆ 極間絶縁溝
３ ハンドル
４ 固定接触子
６ 固定接点
１１ リンク
１２ リンク軸
１３ ローラ軸
１４ 爪片
１４ａ爪片先端部
１６ 作動板
１７ 軸
１８ 作動部
１９ 電磁石装置
２０ 可動鉄片
２０ａ作動部
２１ 固定鉄心
５０ クロスバー
５０a第一の保持部
５０ｂ第二の保持部
５０ｃ収容部
５０ｄ突起
５０ｅ溝部
５０ｆばね受け部
５０ｇ第一の斜面
５０ｈ第二の斜面
５０ｉローラ当接部
５０ｊ外壁
５０ｋ極間絶縁壁
６０ 可動接触子
６０ａ第一の受かり部
６０ｂ第二の受かり部
６１ 可動接点
６２ 接点ばね
６３ 接点装置
６４ 開離ばね
８０ 消弧装置
８１ グリッド
８２ 絶縁壁

Claims (2)

1. カバーと基台からなる器体と，該器体から操作部が突出するハンドルと，該ハンドルの回動操作により，前記器体内に収容された少なくとも固定接点が固着された固定接触子と可動接点が固着された可動接触子と複数の該可動接触子を同時に開閉可能なように保持するクロスバーとからなる接点装置部と，該接点装置部に作用し該接点装置を開極もしくは閉極駆動する開閉機構と，前記可動接触子及び固定接触子に過電流が流れると動作するとともに前記開閉機構に作用し前記接点装置を開極する引外し機構と，を備えた多極回路遮断器において，前記クロスバーは，前記可動接触子を該クロスバーと連動して一体に動作するよう保持するともに，前記可動接点の移動軌跡上または移動軌跡の延長上に配置され，さらに，前記接点装置が開極状態から閉極状態に動作する場合，可動接点と固定接点とが接触するとともに，前記可動接点と前記固定接点は摺動するよう，クロスバーには可動接触子を嵌合保持する嵌合保持部を設け，該嵌合保持部にはクロスバーが接点装置閉極方向に移動する場合に，可動接点が該接点装置閉極方向と直交する方向に移動するよう傾斜状のガイド部を設けて構成したことを特徴とする回路遮断器。
2. カバーと基台からなる器体と，該器体から操作部が突出するハンドルと，該ハンドルの回動操作により，前記器体内に収容された少なくとも固定接点が固着された固定接触子と可動接点が固着された可動接触子と複数の該可動接触子を同時に開閉可能なように保持するクロスバーとからなる接点装置部と，該接点装置部に作用し該接点装置を開極もしくは閉極駆動する開閉機構と，前記可動接触子及び固定接触子に過電流が流れると動作するとともに前記開閉機構に作用し前記接点装置を開極する引外し機構と，前記可動接触子を取り囲むように配置されて開極時のアークを消弧するための消弧装置と，を備えた多極回路遮断器において，前記クロスバーは，前記可動接触子を該クロスバーと連動して一体に動作するよう保持するともに，前記可動接点の移動軌跡上または移動軌跡の延長上に配置され，さらに，前記接点装置が開極状態から閉極状態に動作する場合，可動接点と固定接点とが接触するとともに，前記可動接点と前記固定接点は摺動するよう，クロスバーには可動接触子を嵌合保持する嵌合保持部を設け，該嵌合保持部にはクロスバーが接点装置閉極方向に移動する場合に，可動接点が該接点装置閉極方向と直交する方向に移動するよう傾斜状のガイド部を設けて構成したことを特徴とする回路遮断器。